自从河马被发现至今，它的归属就引起科学家的激烈争议。古希腊人认为它和马有最亲近的血缘，现代科学家则认为它的近亲是猪或野猪。直到1985年，科学家首次对河马与鲸的血液蛋白进行对比，才发现河马与鲸的差别远不像看起来那么大，最近的DNA分析也证实了这一点。因此早就有科学家建议，鲸应该和偶蹄动物归为一目，合称为“鲸-偶蹄动物”，尽管鲸的蹄已经完全变成了鳍。
在美国《全国科学院学报》网络版上，由美国加利福尼亚大学伯克利分校、法国普瓦捷大学以及乍得恩贾梅纳大学组成的研究小组通过对河马与鲸各自祖先的化石系统分析后提出，它们的共同祖先约在4000万年前分成两支。其中的一支进化成为鲸，并最终告别了陆地；而另一支是一种外貌有些像猪的厚皮四蹄动物，被称为石炭兽类，是所有偶蹄动物的祖先。
美国加州大学伯克利分校研究人员布瓦瑟里说，石炭兽类这种古老动物曾一度生活在除大洋洲和南美洲之外的广泛地区，直到在250万年前的冰期中灭绝。不过，约1600万年前在非洲进化而成的河马，可以算是它的直系孑遗，因此河马与鲸的亲缘关系可以比作“表兄弟”。
研究人员说，河马与鲸的共同祖先应是半水栖的动物，喜好生活在水边，新近发现鲸类祖先、河马以及其他偶蹄动物祖先石炭兽类的化石，都显示出半水栖或水栖的特征。他们也支持将鲸和偶蹄动物合并成“鲸-偶蹄动物”目。
布瓦瑟里说，要确证鲸与河马以及其他偶蹄动物的关系，还需要足够的化石证据，不过2001年科学家在巴基斯坦境内发现了已知鲸类最早祖先的化石，显示出它的上肢还没有完全进化成鳍，而是保留了一些偶蹄动物特征。正是通过对这些化石的系统分析，研究人员提出了鲸与偶蹄动物的详细进化路线。